劉建濤,張廣亮,蘇冠英

(1.河南省地礦局第二水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊,河南鄭州 450007;2.河南省地礦建設(shè)工程〈集團(tuán)〉有限公司,河南鄭州 450007)

擠擴(kuò)支盤樁在廠房基礎(chǔ)中的應(yīng)用

劉建濤1,2,張廣亮2,蘇冠英2

(1.河南省地礦局第二水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊,河南鄭州 450007;2.河南省地礦建設(shè)工程〈集團(tuán)〉有限公司,河南鄭州 450007)

結(jié)合某廠房樁基工程擠擴(kuò)支盤樁施工情況,介紹了擠擴(kuò)支盤樁的施工工藝,根據(jù)施工中出現(xiàn)的問題提出了

擠擴(kuò)支盤樁施工時應(yīng)注意的事項,并對比分析了支盤樁與普通灌注樁的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),支盤樁具有明顯的優(yōu)勢。

鉆孔灌注樁;擠擴(kuò)支盤樁;擠擴(kuò)作業(yè);樁基

擠擴(kuò)支盤灌注樁是采用普通鉆機(jī)成孔,通過專用擠擴(kuò)裝置液壓擠密成支或承力盤,屬于部分?jǐn)D土灌注樁,是在原有等截面鉆孔灌注樁的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。擠擴(kuò)支盤樁可充分利用各承載土層,不僅可以作為承載樁,也可作為支擴(kuò)樁、抗拔樁和承受較大水平承載的樁、復(fù)合地基等。支盤樁適用于粘性土、粉土、砂土、礫石、碎石、強(qiáng)風(fēng)化巖、回填土、濕陷性土、膨脹性土等能被擠擴(kuò)的地基土。地下水位上、下均可選擇使用本工法進(jìn)行施工。

1 工程概況

擬建工程位于新密市境內(nèi),為新建廠房,基礎(chǔ)采用擠擴(kuò)支盤灌注樁,部分采用普通灌注樁,混凝土標(biāo)號為 C40。樁截面 “600 mm,設(shè)承力盤 3個,盤徑“1200 mm;樁長 33 m。支盤示意圖如圖 1。設(shè)計持力層為粉質(zhì)粘土、粘土,單樁極限承載力為 4420 kN。選用 GPS12型回轉(zhuǎn)鉆機(jī)進(jìn)行成孔,YZJ600型支盤成型機(jī)擠擴(kuò)支盤。

2 場地工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件

圖1 支盤示意圖

廠內(nèi)巖土地層依據(jù)其物理與工程特性指標(biāo)可以分為 12層和 2個亞層,分述如下:①黃土狀粉土(局部有黃土狀粉質(zhì)粘土夾層);②黃土狀粉土;③粉土;④粉質(zhì)粘土,含多量粉砂及鈣質(zhì)結(jié)核;⑤粘土,含較多姜石和鐵錳質(zhì)結(jié)核;⑥粉質(zhì)粘土,含較多錳質(zhì)螺殼、少量粉砂及姜石;⑦粉質(zhì)粘土,含較多錳質(zhì)螺殼、少量粉砂及 10%左右鈣質(zhì)結(jié)核;⑧粉質(zhì)粘土,含大量鈣質(zhì)結(jié)核,少量錳質(zhì)結(jié)核;⑨粉質(zhì)粘土,含少量鈣質(zhì)結(jié)核和錳質(zhì)結(jié)核;⑩粉土。

場地土層①為濕陷性黃土,在實驗壓力 200 kPa下零星分布有濕陷土層,濕陷等級Ⅰ級(輕微)。

3 擠擴(kuò)支盤樁的特點

(1)擠擴(kuò)支盤樁可充分利用各承載土層,在硬塑粘土、密實粉土、粉細(xì)砂及中粗砂地層均適合做盤或分支,且該技術(shù)不受地下水位的限制,施工簡便。

(2)此樁型通過沿樁身不同部位設(shè)置承力盤或分支,變普通摩擦樁為變截面多支點的摩擦端承樁,不僅可以作為承載樁,也可作為支擴(kuò)樁、抗拔樁和承受較大水平承載的樁、復(fù)合地基等。

(3)可大幅度提高樁基承載力,在施工中可節(jié)約建筑材料,能夠取得良好的經(jīng)濟(jì)效益,在保證質(zhì)量的同時可節(jié)約投資,縮短工期。

4 施工工藝

選用 GPS12型回轉(zhuǎn)工程鉆機(jī),泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)成孔,鉆至設(shè)計樁底標(biāo)高后,換漿清孔,擠擴(kuò)支盤,清孔測量沉渣厚度,滿足設(shè)計要求后,灌注混凝土至設(shè)計樁頂標(biāo)高成樁。

4.1 施工步驟

護(hù)筒埋設(shè)→鉆機(jī)就位→鉆進(jìn)成孔→一次清孔→放置擠擴(kuò)支盤機(jī)→支盤成孔→安放鋼筋籠和導(dǎo)管→二次清孔→灌注混凝土→移機(jī)。

4.2 關(guān)鍵工序

4.2.1 鉆孔

成孔時,主要考慮支盤的特點,采取間隔跳打的方法,避免因施工支盤造成的塌孔。

(1)采用泥漿護(hù)壁回轉(zhuǎn)鉆進(jìn),為保證樁孔垂直,開孔時輕壓慢轉(zhuǎn),合理利用泥漿,控制泵量,鉆進(jìn) 6 m時,采用正常鉆進(jìn)參數(shù)鉆進(jìn)。

(2)鉆進(jìn)過程中,經(jīng)常檢查鉆機(jī)的平整度和鉆桿的垂直度;為保證樁徑,應(yīng)時常檢查鉆頭直徑,并根據(jù)地層巖性,選擇適宜的鉆進(jìn)速度和轉(zhuǎn)速,確保成孔速度及質(zhì)量。

4.2.2 擠擴(kuò)支盤

支盤成型設(shè)備為 YZJ600型。施工前必須檢查支盤成型機(jī)的電器、油路、儀表、轉(zhuǎn)軸、弓壓臂,并進(jìn)行試運轉(zhuǎn)。根據(jù)孔深要求配制支盤成型機(jī)連接管實行預(yù)接。

(1)分支做盤準(zhǔn)備工作:檢查法蘭連接、螺栓、油管、液壓裝置、弓壓壁分合及銷軸情況,關(guān)鍵是油管是否有破損或彎折,一切正常方可投入運行。按設(shè)計要求的支盤位置標(biāo)高,在支盤成型機(jī)連接桿上醒目地標(biāo)注出擠擴(kuò)支盤標(biāo)高標(biāo)志,并放置好控制支盤成型機(jī)轉(zhuǎn)動角度的刻度盤。

設(shè)備入孔前,要將設(shè)備在孔口找正對中,保證設(shè)備下放時不碰擊孔壁,下放時速度適中,避免下放過程中的緊急停車。要保證該設(shè)備有足夠的配件 (如密封圈等),以備換用。

(2)全部設(shè)備入孔后,使用設(shè)備本身長度再次復(fù)測孔深,確保每根樁同一位置的盤,位置誤差在規(guī)范要求范圍之內(nèi)。

(3)每次擠擴(kuò)支盤時,弓壓臂壓出或回收過程,要求認(rèn)真讀取表壓值、設(shè)備浮起高度、液壓油位差、起止時間等,及時根據(jù)有關(guān)規(guī)程內(nèi)容和交底相應(yīng)內(nèi)容進(jìn)行對照判別,發(fā)生異常應(yīng)及時停機(jī),查明情況,正確處理。若擠擴(kuò)支盤各項數(shù)據(jù)不能滿足要求時,將情況匯報給技術(shù)負(fù)責(zé)人,經(jīng)批準(zhǔn)后可按地質(zhì)情況變更支盤標(biāo)高。

(4)在擠擴(kuò)過程中,當(dāng)擠擴(kuò)設(shè)備旋轉(zhuǎn)困難時應(yīng)終止操作,提出支盤成型機(jī),妥善處理,再繼續(xù)擠擴(kuò)支盤成型。若遇到有縮徑、塌孔或流沙時,同樣也應(yīng)終止操作,提出支盤成型機(jī),妥善處理后再繼續(xù)擠擴(kuò)支盤成型。

(5)擠擴(kuò)成型支盤完成后,在崗人員應(yīng)例行清理檢查設(shè)備,填寫設(shè)備使用工況記錄單。

(6)分支承力盤成型機(jī)離孔后,應(yīng)及時清除設(shè)備拖帶的泥土,防止回落,并在孔口設(shè)警示安全標(biāo)志,或?qū)Ｈ丝垂?以免造成安全事故。

(7)擠擴(kuò)支盤成型后,應(yīng)連續(xù)施工下道工序。

5 支盤施工應(yīng)注意的問題

(1)操縱液壓站時,應(yīng)依照先下后上的順序進(jìn)行分支做盤。按照分支成型刻度盤上的度數(shù)每轉(zhuǎn)動一次為 22.5°,按指定順序轉(zhuǎn)動,不得擅自更改或違章操作。

(2)擠擴(kuò)成型以時間來控制,同時以壓力值及油位變化輔助控制。發(fā)生異常應(yīng)及時停機(jī),查明情況,正確處理。

(3)施工中常遇見支盤機(jī)掉入孔內(nèi)的事故,處理非常困難,所以要經(jīng)常檢查吊裝支盤機(jī)的鋼絲繩、連接的環(huán)、扣等是否安全牢固,吊車吊裝支盤機(jī)時一定要輕起、慢放,移動要緩慢平穩(wěn)。

本文研究了不同價態(tài)的Fe對厭氧發(fā)酵系統(tǒng)的出水水質(zhì)變化的影響，運用三維熒光光譜對出水水樣進(jìn)行了表征，通過平行因子分析進(jìn)一步研究三維熒光光譜，并通過 FT-IR表征，研究其對厭氧發(fā)酵過程的影響機(jī)理。

(4)支盤成型過程中由班長詳實記錄施工時間、壓力以及一些特殊情況的發(fā)生經(jīng)過和處理措施。若擠擴(kuò)支盤各項數(shù)據(jù)不能滿足要求,或遇有擠不動等其它情況時,要及時將情況匯報給技術(shù)負(fù)責(zé)人,經(jīng)各方審定、批準(zhǔn)后可按地質(zhì)情況變更支盤標(biāo)高。

(5)擠擴(kuò)成型一個承力盤后應(yīng)及時補充泥漿,保持水頭高度,但不能注清水。成孔后遇有縮徑、塌孔或流砂時,會造成投放設(shè)備困難,應(yīng)終止操作,提出支盤成型機(jī),妥善處理后再繼續(xù)擠擴(kuò)支盤成型。

(6)分支做盤成型機(jī)離孔后,及時檢查設(shè)備狀況是否良好,并清除孔口的泥皮、泥塊,防止回落,立即補充泥漿,保持水頭壓力。

(7)擠擴(kuò)支盤檢驗合格后,應(yīng)連續(xù)施工下道工序。成型完成時間至開始灌注混凝土?xí)r間間隔一般應(yīng)控制在 2 h以內(nèi)。灌注混凝土?xí)r,混凝土面上升至支盤底面附近時,放慢提升導(dǎo)管和減緩混凝土的灌注速度,并上下活動導(dǎo)管,保證支盤空腔內(nèi)充滿、充實混凝土。

(8)注意支盤直徑不夠或不完整。

原因:①擠擴(kuò)時沒有按要求進(jìn)行操作;②灌注混凝土?xí)r,當(dāng)混凝土面達(dá)到盤位時未上下抽動導(dǎo)管或混凝土過稠。

(9)沉渣控制。支盤成型后必然增加樁底的沉渣,沉渣過厚直接影響樁身混凝土強(qiáng)度及樁的承載力。要及時用導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔,做到清孔徹底,最好用反循環(huán)清孔。加大泵壓、泵量,逐漸降低泥漿密度、粘度(嚴(yán)格控制泥漿的密度 <1.20 kg/L,粘度 < 20 s,含砂量 <4%,失水量 <30 mL/30 min),使孔內(nèi)沉渣盡最大可能地被帶出地表沉淀,同時有效控制泥皮厚度。待泥漿性能、沉渣厚度達(dá)到規(guī)范設(shè)計要求后,迅速進(jìn)行混凝土澆注,避免再次沉淀。

6 質(zhì)量檢查

6.1 支盤成型擠擴(kuò)首次壓力值

檢驗標(biāo)準(zhǔn):上盤首壓值≥6 MPa,底盤首壓值≥8 MPa;

檢驗方法:觀測、記錄壓力表數(shù)值。

6.2 液壓泵油位計反映油壓液面下降值

檢驗標(biāo)準(zhǔn):油壓液面下降值與支盤機(jī)空載油壓面下降值比較,允許偏差 ±3 mm。

檢驗方法:觀測、記錄壓力表數(shù)值。

6.3 擠擴(kuò)成盤中泥漿下降體積

檢驗標(biāo)準(zhǔn):在無漿源補給的情況下,泥漿下降體積宜不小于承力盤體積的 50%。

檢驗方法:觀測、記錄孔口泥漿面下降值,并與承力盤體積對比、校核。

6.4 盤徑檢驗

檢驗標(biāo)準(zhǔn):設(shè)計盤徑,樁徑。

檢驗方法:用井徑儀抽檢盤徑,按一定比例抽檢(該工程每 50根樁抽檢一根),允許偏差 1/15;還可在支盤形成后,將支盤器弓臂處于伸開狀態(tài),正、反轉(zhuǎn)動,判斷支盤直徑是否達(dá)到要求。

7 技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

樁基施工完成后,由武漢力學(xué)研究所進(jìn)行了檢測,檢測結(jié)果顯示(見表 1):各樁的單樁豎向極限承載力均滿足要求,“600 mm的多支盤鉆孔灌注樁為5100 kN,沉降量在 5～6 mm;“600 mm的普通鉆孔灌注樁為 3600 kN,沉降量在 7～9 mm。

表1 樁基施工檢測結(jié)果

8 結(jié)論與建議

(1)采用擠擴(kuò)支盤樁,大大提高了樁的承載力,減小了樁的沉降,并且技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果顯著。

(2)因擠擴(kuò)支盤樁承力盤的承載特征具有明顯的順序和時間效應(yīng),而承力盤的位置、數(shù)量、間距等因素對擠擴(kuò)支盤樁的極限承載力有直接的影響,所以必須結(jié)合地層情況合理選定。

(3)施工過程中,若遇到地層情況發(fā)生變化,應(yīng)及時調(diào)整支盤位置或間距。

(4)采用擠擴(kuò)支盤樁,在承載力相同的條件下,可以減小樁徑、縮短樁長。

(5)施工時嚴(yán)格按照支盤機(jī)操作規(guī)程進(jìn)行操作,并作好詳細(xì)記錄;灌注混凝土?xí)r,要計算好支盤位置,在盤位應(yīng)上下抽動數(shù)次,混凝土坍落度嚴(yán)格按要求控制。

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Application of Squeezed Branch Pile in a Plant Foundation

LIU Jian2tao1,2,ZHANG Guang2liang2,SU Gaun2ying2(1.No.2 Hydrogeology and Engineering Geology Team,Henan ProvincialBureau of Geo2exploration andMineralDevelop2 ment,Zhengzhou Henan 450007,China;2.Henan Geological&Mineral Resources Construction Engineering〈group〉Co.,Ltd.,Zhengzhou Henan 450007,China)

Based on the construction situation of squeezed branch pile in pile foundation engineering of a plant,the paper introduced the squeezed branch pile construction technology;according to the problems encountered in the construction,the attentionswere put forward.Comparative analysiswasmade on the technical and economic indexes of branch pile and con2 ventional grouting pile,which proved the advantages of the former.

bored grouting pile;squeezed branch pile;squeezed work;pile foundation

TU473.1

A

1672-7428(2011)05-0042-03

2010-11-23;

2011-02-26

劉建濤(1976-),男(漢族),河南臨潁人,河南省地礦建設(shè)工程(集團(tuán))有限公司工程師,探礦工程專業(yè),從事地基與基礎(chǔ)的施工和管理工作,河南省鄭州市互助路 25號,hnljt@163.com。